Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Конус опи­сан около пи­ра­ми­ды, ос­но­ва­ни­ем ко­то­рой яв­ля­ет­ся тра­пе­ция, бо­ко­вая сто­ро­на ко­то­рой и мень­шее ос­но­ва­ние равны 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та  см, а один из углов 120°. Най­ди­те объем ко­ну­са, если бо­ко­вое ребро пи­ра­ми­ды об­ра­зу­ет с плос­ко­стью ос­но­ва­ния угол 30°.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рас­смот­рим для на­ча­ла ос­но­ва­ние пи­ра­ми­ды  — тра­пе­цию ABCD. Она рав­но­бед­рен­ная, по­сколь­ку впи­са­на в окруж­ность ос­но­ва­ния ко­ну­са, по­это­му углы при ее ос­но­ва­нии равны. При этом \angle BAD=180 гра­ду­сов минус \angle ABC=180 гра­ду­сов минус 120 гра­ду­сов =60 гра­ду­сов . Опу­стим пер­пен­ди­ку­ля­ры BH и CK на ос­но­ва­ние AD. Тогда в тре­уголь­ни­ке ABH по­лу­ча­ем AH=AB ко­си­нус 60 гра­ду­сов =3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =1,5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та . Ана­ло­гич­но KD=1,5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та и AD=AH плюс HK плюс KD=1,5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та плюс BC плюс 1,5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та плюс 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

От­ме­тим се­ре­ди­ну O боль­ше­го ос­но­ва­ния AD. Тогда тре­уголь­ник ABO рав­но­бед­рен­ный, по­сколь­ку его вы­со­та BH сов­па­да­ет с ме­ди­а­ной. Зна­чит, OB=BA=3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та Ана­ло­гич­но CO=3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та . По­это­му все вер­ши­ны тра­пе­ции лежат на окруж­но­сти ра­ди­у­са 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та с цен­тром в точке O. Зна­чит, это и есть окруж­ность ос­но­ва­ния ко­ну­са. Обо­зна­чим его вы­со­ту за h, тогда V= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби h умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те Пи =9 Пи h.

Пусть T  — вер­ши­на ко­ну­са. По­сколь­ку про­ек­ци­ей ребра TA на плос­кость слу­жит от­ре­зок OA, это и есть угол на­кло­на ребра к плос­ко­сти ос­но­ва­ния. Тогда в пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке TOA по­лу­ча­ем h=TO=AO тан­генс \angle TAO=3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та тан­генс 30 гра­ду­сов =3, от­ку­да V=27 Пи .

Ясно, что для осталь­ных ребер тре­уголь­ни­ки по­лу­чат­ся та­ки­ми же. По­это­му у всех ребер на­клон оди­на­ко­вый и не­важ­но, какое из них брать.

 

Ответ: 27 Пи .


Аналоги к заданию № 806: 816 Все

Классификатор алгебры: 1.4. Угол между пря­мой и плос­ко­стью, 3.6. Не­пра­виль­ные пи­ра­ми­ды, 3.17. Конус, 3.24. Ком­би­на­ции мно­го­гран­ни­ков и круг­лых тел, 4.4. Объёмы круг­лых тел